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1、ICS 17.160CCS N 65NB中华人民共和国能源行业标准NB/T112302023风力发电机组振动传感器技术规范Technicalspecificationforvibrationsensorinwindturbinegeneratorsystem2023-05-26发布202371-26实施国家能源局发布1范围12规范性引用文件13术语和定义14基本参数24.1 振动传感器的分类24.2 正常使用条件25技术要求25.1 结构外观25.2 外形及安装尺寸35.3 防护等级35.4 参考灵敏度35.5 频率响应35.6 幅值线性度35.7 横向灵敏度比35.8 安装谐振频率35.9
2、绝缘电阻35.10 电磁兼容性35.11 低频混叠45.12 高温环境45.13 低温环境45.14 温度变化45.15 低气压45.16 振动耐受45.17 冲击耐受45.18 恒定湿热45.19 盐雾56试验方法56.1 环境条件56.2 测试系统56.3 测试方法67检验规则97.1 检验分类97.2 检验项目97.3 出厂检验107.4 型式检验108包装与贮存108.1 包装108.2 贮存11-AX.刖三本文件按照GBT1.12020标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中国电
3、器工业协会提出。本文件由能源行业风电标准化技术委员会风电电器设备分技术委员会(NEATCI/SC6)归口。本文件起草单位：浙江运达风电股份有限公司、机械工业北京电工技术经济研究所、明阳智慧能源集团股份公司、国电联合动力技术有限公司、中国船舶重工集团海装风电股份有限公司、华锐风电科技(集团)股份有限公司、西安热工研究院有限公司、华能新能源股份有限公司、华能新能源股份有限公司蒙西分公司、特变电工新疆新能源股份有限公司、江苏联能电子技术有限公司、成都雷奥风电传感器有限公司、许昌开普检测研究院股份有限公司、中节能风力发电股份有限公司、三一重能股份有限公司、江苏中车电机有限公司、西安辰安电气有限公司、中
4、车株洲电力机车研究所有限公司风电事业部、西安交通大学、中国质量认证中心、中国电力科学研究院有限公司、远景能源有限公司、中车永济电机有限公司、成都阜特科技股份有限公司、上海中认尚科新能源技术有限公司、北京鉴衡认证中心有限公司、华润电力投资有限公司深圳分公司、北京源清慧虹信息科技有限公司、上海电气风电集团股份有限公司、北京金风科创风电设备有限公司、清华大学。本文件主要起草人：许国东、唐波、侯毒、魏煜锋、余清清、聂飞、钱赫、王帅杰、王旭昊、张万军、陈思杨、苏丽营、张雯、邓巍、赵勇、刘庆伏、王森、赵凤伟、延卫忠、常贤军、刘志文、蒋同余、杨晓波、易泽雄、王淑芹、侯明义、曹彬、张雨阳、刘晓男、王凯、赵震、
5、丁桂林、喻勇、周亮、王黎、张小株、任宸蔚、付德义、王安庆、冯超、池佃旭、苗强、付小林、庄骏、姜少辉、唐伟、王鹏军、胡利萍、孙今英、张智勇、马乃轩。本文件为首次发布。Il风力发电机组振动传感器技术规范1范围本文件规定了风力发电机组振动传感器的基本参数、技术要求、试验方法、检验规则、包装与贮存等。本文件适用于风力发电机组振动传感器，频率花li,GBT35854-2018的要求。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件,（包括所有的修改单）适用于本仅该日期对应的版本适用J本文件；不注日期的引用文件，其最新版本文件。GB/T GB/T GB
6、/T GB/T GB/T GB/TGB/T GB/T GB/T GB/T GB/T GB/TGB/T GB/T GB/T GB/T GB/T GB/T GB/T1912008包装储运图小标志22982010 机械振动与冲击术语2423. 120082423. 220082423. 320162423. 52019电工电子产品环境试验 第2部分：试验方法 电工电子产品环境试验第2部分：试验方法 电工电子产品环境试验第2部分：试验方法电工电子产品环境试验第2部分：试验方法2423.10-20192423. 1720082423.21-20082423. 222012.j A:低温试验B:高温试验C
7、ab:恒定湿热试验试验Ea和导则：冲击环境试验第2部分：试验方法 试验Fc:振动（正弦）电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验Ka:盐雾电工电子产品环境试验 第2部分：试验方法 试验M:低气压环境试验 第2部分：试验方法 试验N:温改变化42082017外壳防护等级（IP代码）7665-2005传感器通用术语133842008机电产品包装通用技术条件133932008验油样检验导则17626. 217626.317626. 417626.517626.6电磁小谷试验和测量技术电磁兼容 电磁兼容 电磁兼容 电磁兼容试验和测量技术金和测量技术 试脍和测量技术 试验和测M技术静电放电抗扰度成验射
8、频电磁场辐射抗扰度试验 电快速瞬变脉冲群抗扰度试验 涌（击）抗扰度试验 射频汤危应的传导骚扰抗扰度GB/T20485.12008振动与冲击传感器校准方法第1部分：基本概念GB/T35854-2018风力发电机组及其组件机械振动测量与评估JB/T68222018压电加速度传感器3术语和定义GB/T22982010.GB/T76652005和GB/T20485.12008界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1低频范围lowfrequencyrange0.1HZ10HZ的频率范围，特指用于监测叶片、主轴承、齿轮箱、机舱和塔架的风力发电机组振动传感器所处环境的低频振动频率范围.3.2普频范围co
9、mmonfrequencyrange10HZ5000HZ的频率范围，特指用于监测主轴承、齿轮箱和发电机的风力发电机组振动传感器所处环境的普频振动频率范围。3.3参考灵敏度特定频率referencesensitivitycharacteristicfrequency用于确定参考灵敏度基准的特定的频率。3.4参考灵敏度特定振幅referenceSCnSitiVitycharacteristicamplitude用于确定参考灵敏度基准的特定的振动幅值，振动幅值特指位移峰峰值、速度峰峰值和加速度峰峰值。3.5低频混叠lowfrequencyaliasing采用两种模式的特征低频时域信号的叠加激振，特指
10、风力发电机组叶轮转频和塔架固有频率振动时域信号的混合叠加。3.6皮尔逊相关系数Pearsoncorrelationcoefficient用于衡量振动传感器低频混叠实测时域信号与激振时域信号的互相关特性，指两组变量之间的协方差和标准差的商。注：皮尔逊相关系数PrS为：(-5fyj-7)1.一一一一(1)JEaLaJE*刃2式中：n样本数量；x、y;一变量x、y对应的第i个时间点观测值；x、y变量x、y的均值。4基本参数4.1 振动传感器的分类振动传感器按信号输出类型分为位移型、速度型和加速度型三种。风力发电机组上振动传感器的选择、位置和安装应符合68/?358542018的要求。4.2 正常使用
11、条件振动传感器的正常使用条件包含工作环境温度、相对湿度和大气压力，应符合：a)工作环境温度：-20C+50C;b) 相对湿度：0%100%;c) 大气压力：47kPaIIOkPao5技术要求5.1 结构外观振动传感器的外观应无明显损伤、无锈斑；零部件无松动和脱落；标识应正确、完整、清晰。5.2 外形及安装尺寸当一个详细规范中包含多种外形时，应尽可能给出全部型号的外形尺寸及安装尺寸，并至少给出一种典型的外形图。5.3 防护等级振动传感器（带线缆接头）的防护等级不低于IP66。5.4 参考灵敏度参考灵敏度应符合技术条件的规定，参考灵敏度误差范围：低频范围使用的振动传感器的参考灵敏度误差应在10%以
12、内，普频范围使用的振动传感器的参考灵敏度误差应在5%以内。5.5 频率响应低频范围使用的振动传感器频率响应偏差应在10%以内，普频范围使用的振动传感器频率响应偏差应在5%以内。5.6 幅值线性度振动传感器的幅值线性度应在5%以内。5.7 横向灵敏度比振动传感器的横向灵敏度比应在5%以内。5.8 安装谐振频率振动传感器的安装谐振频率不应低于IOkHz。5.9 绝缘电阻在不低于100V直流电压下，振动传感器带电回路输出端子或引线与外壳间的绝缘电阻不应小于100MQ。其中，接地型传感器除外。5.10 电磁兼容性5.10.1 静电放电抗扰度振动传感器应能承受GB/T17626.2规定的严酷等级为3级的
13、静电放电抗扰度试验。5.10.2 射频电磁场辐射抗扰度振动传感器应能承受GB/T17626.3规定的严酷等级为3级的射频电磁场辐射抗扰度试验。5.10.3 3电快速瞬变脉冲群抗扰度振动传感器应能承受GB/T17626.4规定的严酷等级为4级的电快速瞬变脉冲群抗扰度试验。振动传感器应能承受GB/T17626. 5 片内部时，应适当提高浪涌抗扰度等级。5.10.4 浪涌抗扰度规定的严酷等级为3级的浪涌抗扰度试验。振动传感器安装于叶5.10 .5射频场感应的传导骚扰抗扰度振动传感器应能承受GB/T17626.6规定的严酷等级为3级的射频场感应的传导骚扰抗扰度试验。5.11 低频混叠低频范围内使用的加
14、速度和速度传感器应进行低频混叠激振试验，振动传感器低频混置实测信号与激振信号的皮尔逊相关系数不应低于0.95l%.低频混叠试验由供需双方协商确定。5.12 高温环境高温环境符合下列条件：a) 高温环境的上限温度：85C;b) 保温时间在下列条件中选取：2h、16h、72h、96h振动传感器经过高温试验后，外观应符合5.1的要求，参考灵敏度应符合5.4的要求。5.13 低温环境低温环境符合下列条件：a) 低温环境的下限温度：-50;b) 保温时间在下列条件中选取：2h、16h、72h、96h0振动传感器经过低温试验后，外观应符合5.1的要求，参考灵敏度应符合5.4的要求。5.14 温度变化温度变
15、化符合下列条件：a) 极限温度：分别按照5.12和5.13规定的上限温度和下限温度；b) 极限温度下最少试验时间：根据传感器热容量，按产品详细规范的规定执行；c) 转换时间：不大于5min;d) 循环次数：5次、10次。传感器经过温度变化试验后，外观应符合5.1的要求，参考灵敏度应符合5.4的要求。5.15 低气压振动传感器应能在大气压47kPa(海拔约600Om)环境下正常工作。低气压工作环境可由供需双方协商确定。5.16 振动耐受振动传感器按照频率范围IOHZ5000Hz、加速度Ioom/s2、持续时间IOmin施加振动。振动传感器经过振动试验后，外观应符合5.1的要求，参考灵敏度应符合5
16、.4的要求。5.17 冲击耐受低频范围使用的振动传感器按照峰值加速度150ms脉冲持续时间IIlns;普频范围使用的振动传感器按照峰值加速度IoOOm/S2,脉冲持续时间6ms施加冲击。振动传感器经过冲击试验后，外观应符合5.1的要求，参考灵敏度应符合5.4的要求。5.18恒定湿热恒定湿热试验选取如下严酷等级:a）温度：40oC2C;b）相对湿度：93%3%;c）试验时间：48ho振动传感器经过恒定湿热试验后，外观应符合5.1的要求，绝缘电阻应符合5.9的要求，参考灵敏度应符合5.4的要求。5.19盐*振动传感器经过盐雾试验48h后，外观应符合5.1的要求，绝缘电阻应符合5.9的要求，参考灵敏
17、度应符合5.4的要求。6试验方法6.1 环境条件除另有规定外，所有检验应在标准试验大气条件下进行。标准试验大气条件如下：a）温度：20C5C,试验期间温度变化不超过2;b）相对湿度：50%70%;C）大气压力：86kPa-106kPa.6.2 测试系统6. 2.1通用要求测试系统由标准器、激励源、读数记录仪表等组成标准器的基本误差应小于被测传感器基本误差:的1/3。读数记录仪表的基本误差应小被测传感器基本误差的1/5。6.2.2仪器设备要求激励源要求如下：a）用于普频范围振动传感器校准振动台的主要技术指标：1）频率覆盖范围：105000Hz;2）最大振幅：212mm;3）频率稳定度：0.5%;
18、4）振幅稳定度：W0.5%;5）位移、速度或者加速度波形失真度：10%;6）横向、弯曲及摇摆加速度横向振动比：10%ob）用于低频范围振动传感器校准振动台的主要技术指标：1）频率覆盖范围：0.1Hz-10Hz;2）最大振幅：3000mm;3）最大加速度：10ms2;4）频率稳定度：WO.5%;5）振幅稳定度：WO.5%;6）位移、速度或者加速度波形失真度：10%;7）横向、弯曲及摇摆加速度横向振动比：10%6.3测试方法6.3.1结构外观用目测方法检查传感器的外观，或用5倍10倍的放大镜进行检查，结果符合5.1的规定。6. 3.2外形及安装尺寸外形及安装尺寸用游标卡尺、直尺或其他标准器具检验传
19、感器的外形及安装尺寸，结果应符合5.2的要求。6.3.3防护等级按GB/T42082017进行试验，其结果应符合5.3的规定。6.3.4参考灵敏度将被测传感器刚性安装在振动台台面中心，选定参考灵敏度特定频率和参考灵敏度特定振幅。用于普频范围的振动传感器推荐选用160HZ为参考灵敏度特定频率，选用IOoms2作为参考灵敏度特定振幅；用于低频范围的振动传感器推荐选用风力发电机组塔架一阶固有频率或叶轮转频作为参考灵敏度特定频率，位移型传感器选用100Hm.速度型传感器选用IOmms,加速度型选用2ms2作为参考灵敏度特定振幅。在参考灵敏度特定频率和参考灵敏度特定振幅条件下，采用正弦激振，测量传感器的
20、输出幅值，被测传感器参考灵敏度S2按公式(2)计算，结果应符合5.4的要求。$=如(2)式中：S2被测传感器参考灵敏度；X2被测传感器输出幅值；Xi标准传感器输出幅值；S1标准传感器参考灵敏度。6.3.5频率响应将被测传感器刚性地安装在振动台面上，按规定的时间将被测传感器，标准器和振动台通电预热后采用GB/T2423.102019中规定的方法进行正弦激振。用于普频范围的振动传感器推荐选用振动频率10Hz、20Hz、55Hz、160Hz、300Hz、500Hz、1000Hz、2000HZ和5000Hz,振动幅值IOln/s?、20m/s2、50ms2和Ioom/S”用于低频范围的振动传感器推荐选
21、用振动频率O.1Hz、0.2Hz、0.4Hz0.8Hz、1.0Hz、5.0HZ和10Hz,振动幅值O.3ms20.5ms21ms22ms2k3ms25ms27.5ms2和Iom发，保持振动台振动幅值恒定进行激振，分别测量传感器各频率点的输出幅值，并根据公式(2)计算出各点的灵敏度S,与被测传感器参考灵敏度S2进行比较，按公式(3)计算得到频率响应偏差eg,结果应符合5.5的要求。eft=100%(3)S,式中：en频率响应偏差，S;一一被测传感器第i点的灵敏度，其中i=l,2,3,n(n7);S2一一被测传感器参考灵敏度。b. 3.6幅值线性度将被测传感器刚性地安装在振动台台面中心，在传感器动
22、态范围内，选取振动频率和振动幅值，推荐值参考6.3.5,分别测量各振动点的传感器输出幅值，并根据公式（2）计算出各点的灵敏度S;。线性度的计算方法如下：a）首先按公式（4）计算平均值5。1=一,刀,lb）然后按公式（5）计算线性度5。c. S-S,=-=l（5）,S的最大值即为被测传感器的灵敏度幅值线性度，其结果应符合5.6的要求。6.3.7 横向灵敏度比将被测传感器按与其灵敏轴向垂直的方向安装（水平振动传感器垂直安装，垂直振动传感器水平安装）。选取传感器动态范围内的某振动频率和振动幅值进行正弦激振，并绕传感器自身灵敏轴旋转传感器，在360范围内以45或小于45为增量逐次旋转，寻找传感器输出的
23、最大幅值，记录传感器的最大横向灵敏度值，然后计算出传感器的最大横向灵敏度比。(6)最大横向灵敏度比按公式（6）计算，结果应符合5.7的要求。XloO%式中：T最大横向灵敏度比；S被测传感器最大横向灵敏度值;S3一一被测传感器的轴向灵敏度值。6.3.8 安装谐振频率安装谐振频率可以使用连续扫描法或冲击法测量。按照JB/T68222018规定的试验方法进行试验,试验结果满足5.8的要求。6.3.9绝缘电阻按照JB/T68222018规定的试验方法，测量传感器引出线与壳体之间的绝缘电阻，结果应符合5.9的要求。6.3.10电磁兼容性6.3.10.1静电放电抗扰度静电放电抗扰度试验按照GB/T1762
24、6.2规定的方法进行，试验结果满足5.10.1的要求。6.3.10.2射频电磁场辐射抗扰度射频电磁场辐射抗扰度试验按照GB/T17626.3规定的方法进行，试验结果满足5.10.2的要求。6.3.10.3电快速瞬变脉冲群抗扰度电快速瞬变脉冲群抗扰度试验按照GB/T17626.4规定的方法进行，试验结果满足5.10.3的要求。6.3.10.4浪涌抗扰度浪涌抗扰度试验按照GB/T17626.5规定的方法进行，试验结果满足5.10.4的要求。6.3.10.5射频场感应的传导骚扰抗扰度射频场感应的传导骚扰抗扰度试验按照GB/T17626.6规定的方法进行，试验结果满足5.10.5的要求。6.3.11低
25、频混叠在风力发电机组低频振动中，主要考虑塔架一阶固有频率和叶轮转频的混叠信号对振动传感器的影响。模拟风力发电机组从切入转速到额定转速的叶轮转频信号，并叠加塔架一阶固有频率信号，它们的幅值大小依据现场实际比例设置，初相位保持一致，低频混叠模拟信号YI如公式(7)所示：Y1=Asin2(l)t+9+Aowsin(2owxit+02)(7)式中：Aotorl叶轮信号的幅值；Aowerl塔架一阶振动信号的幅值：frotor(I)随着时间变化的叶轮转频：fowerl塔架一阶固有频率：0.O2模拟信号的初相位。低频混登试验选取塔架一阶振动的10个周期信号，结果应符合5.11的要求。6.3.12高温环境按照
26、GB/T2423.22008中规定的试验方法进行试验，结果应符合5.12的要求。6.3.13低温环境按照GB/T2423.1-2008中规定的试验方法进行试验，结果应符合5.13的要求。6.3.14温度变化按照GB/T2423.222012中规定的试验方法进行试验，结果应符合5.14的要求。6.3.15低气压按照GB/T2423.212008中规定的试验方法进行试验，结果应符合5.15的要求。6. 3.16振动耐受按照GB/T2423.102019中规定的试验方法进行试验，结果应符合5.16的要求。7. 3.17冲击耐受按照GB/T2423.52019中规定的试验方法进行试验，结果应符合5.1
27、7的要求。7.18.18 恒定湿热按照GBT2423.32016中规定的试验方法进行试验，结果应符合5.18的要求。7.18.19 盐雾按照GB/T2423.17-2008中规定的试验方法进行试验，结果应符合5.19的要求。7检验规则1.1 检验分类传感器的检验分为出厂检验和型式检验。1.2 检验项目出厂检验和型式检验的检验项目及检验顺序见表1。表1出厂检验和型式检验的检验项目及检验顺序序号项目技术要求条款试验方法条款型式检验出厂检验结构外观6.3,12外形及安装尺寸5.26.3.I3防护等级5.36.3.34参考灵敏度5.46.3.45频率响应5.56.3.56幅值线性度5.66.3.67横
28、向灵敏度比5.76.3.78安装谐振频率5.86.39绝缘电阻5.96.310电磁永容性5.106.3.10011低频混叠5.116.3.11012高温环境5.126.3.12013低温环境5.136.3.13014温度变化5.146.3.14015低气压5.156.3.15016振动耐受5.166.3.16017冲击耐受5.176.3.17018恒定湿热5.186.3.18019盐器5.196.3.190注：表示应检验的项目；。表示协议的项目。1.3 出厂检验7. 3.1检验原则传感器的出厂检验由制造商进行逐件检验。8. 3.2检验判别出厂检验项目全部合格的传感器准予出厂，并应附有产品质量合
29、格证。出厂检验结果若有不合格项，可对缺陷产品进行修复，修复后的传感器需重新进行检验，检验合格后准予出厂。9. 4型式检验10. 4.1检验原则有下列情况之一时，应进行型式检验：a) 新产品鉴定或定型投产前；b) 产品转厂生产时；c) 正式生产后因结构、材料、工艺有较大改变可能影响产品性能时；d) 产品停产18个月以上，恢复生产时；e) 合同中有规定时；f)产品执行标准有重要修改时；g) 正常生产时，每3年至少进行一次检验：h) 国家质量监督机构提出进行型式检验要求时。7.4.2抽样方案及判定规则型式检验的样品应在出厂检验合格的产品中按GB/T133932008进行随机抽取，数量最少不应少于3台
30、。型式检验中出现任一故障时应查明原因，排除故障后重新检验，并加倍抽样，仍不合格时，型式检验不予通过。8包装与贮存8.1 包装传感器的包装应符合GB/T133842008的规定，标志应符合GB/T1912008的规定。防护类型应防震、防潮、防水。包装盒内随行文件应进行密封防潮包装，随行文件应至少包含如下内容a) 合格证书；b) 产品使用说明书；c)装箱单；d)随机备用附件清单；e)安装图；f)其他相关文件资料。包装盒外应有封签并标明：a)制造单位名称和商标；b）产品名称、型号与编号；C）包装日期和包装印章。8.2贮存传感器应在室内贮存，环境条件应符合以下要求:a）环境温度：-25C+55C;b）相对湿度：0%85%;c）不应有酸碱等腐蚀性气体。
